废旧胶胎粉改性沥青性能研究.pdf
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1、交通世界TRANSPOWORLD收稿日期:2023-02-16作者简介:谢重重(1994),男,河南通许人,研究方向为公路桥梁工程。废旧胶胎粉改性沥青性能研究谢重重(中建路桥集团有限公司,河北 石家庄 050011)摘要:为研究废旧胶胎粉改性沥青的路用性能,依托实际工程,对废旧胶胎粉改性沥青原材料进行物理技术指标检测,通过试验得到改性沥青的软化点、针入度、延度等指标,据此研究胶粉掺量对改性沥青性能的影响,并通过高温车辙试验研究改性沥青混合料的高温性能。研究结果显示:当胶粉掺量为14%时,改性沥青的针入度及软化点指标最佳,施工效果最好;改性沥青的延度随着胶粉掺量的增加逐渐降低;根据车辙试验结果,
2、废旧胶胎粉改性沥青混合料的高温性能优于基质沥青,可用于道路施工。关键词:沥青路面;胶胎粉;针入度;软化点中图分类号:U414.01文献标识码:B0 引言与水泥路面相比,沥青路面具有强度高、抗滑性强、噪声低和行车舒适等特点,因而得到广泛应用。随着社会经济的发展,居民生活水平提高,私家车保有量增大,出现超重超载等现象,导致路面出现车辙、开裂、泛油等病害,严重影响路面使用性能,因此公路养护是目前道路建设的重点环节。目前存在大量的废弃轮胎,若处理不当则会导致环境污染、资源浪费1。从废旧轮胎中提取橡胶粉用于制作橡胶改性沥青,既可实现资源的循环利用,还可提高路面性能。鉴于此,本文将依托实际工程,结合室内试
3、验,研究废旧胶胎粉改性沥青的路用性能及影响因素,以期为沥青路面养护工作提供参考2-3。1 原材料性能1.1 沥青性能在制备废旧胶胎粉改性沥青时,通常要求沥青具有较高含量的芳香分和饱和酚,确保橡胶的分散、溶胀。本文选择SK90#沥青作为基质沥青,对其各项物理指标进行室内试验,试验结果符合规范要求,见表1。表1 SK90#沥青技术指标针入度(25,100 g,5 s)/(0.1 mm)延度(15,5 cm/min)/cm软化点/溶解度(%)闪点/8716347.299.7275801001004499.5245合格合格合格合格合格技术指标检测结果技术要求是否合格密度/(g/cm3)薄膜加热试验(1
4、63,85 min)后质量损失(%)残留针入度(%)残留延度/cm1.0310.51358.1实测-0.80.8857合格合格合格合格表1(续)技术指标检测结果技术要求是否合格1.2 集料性能1)粗集料选取粗集料时通常遵循就地取材原则,所选取的碎石要具有高硬度、表面粗糙等特点且满足应力吸收层集料要求。对所选粗集料进行室内试验检测,检测结果符合规范要求,见表2。表2 集料技术指标技术指标坚固性(%)压碎值(%)针片状颗粒含量(%)洛杉矶磨耗损失(%)细长扁平颗粒含量(%)0.075 mm颗粒含量(%)吸水率(%)检测结果853175.40.490.573技术要求121010281512是否满足满
5、足满足满足满足满足满足满足2)细集料细集料作为填充剂,以保证沥青混合料的强度。对所采用的细集料进行检测,检测结果符合公路工程集料试验规程(JTG E422005)要求,见表3。43总653期2023年第23期(8月 中)表3 细集料技术指标检测项目棱角性(%)砂当量(%)坚固性(%)表观密度/(g/cm3)含泥量(%)检测结果6882103.411.3技术要求3060122.53是否合格合格合格合格合格合格1.3 橡胶通过室内试验检测废旧胶胎粉的各项技术指标,结果见表4。检测结果满足性能要求。表4 橡胶粉技术指标检测项目含水率(%)纤维含量(%)橡胶烃含量(%)灰分(%)丙酮抽出物(%)炭黑含
6、量(%)金属含量(%)相对密度天然橡胶含量(%)检测结果0.805479310.0031.338技术要求11.148816280.041.1525是否合格合格合格合格合格合格合格合格合格合格2 胶粉掺量对废旧胶胎粉改性沥青的影响2.1 胶粉掺量对改性沥青软化点的影响为研究胶粉掺量对改性沥青软化点的影响,分别对胶粉掺量为12%、14%、16%的3种改性沥青软化点进行测试,结果见表5及图1。表5 不同胶粉掺量对应的改性沥青软化点单位:胶粉掺量(%)121416热储存时间/h156.862.163.4259.366.765.1355.463.562.4454.864.767.6554.364.261
7、.2652.665.160.8由表5和图1可知,当胶粉掺量为12%时,改性沥青软化点随着热储存时间的增加而先升高再降低,2 h后大幅降低;当胶粉掺量为14%时,改性沥青的软化点随着热储存时间的增加而先升高再降低,前12 h处于上升阶段,后23 h处于下降阶段,但并未低于1 h时的软化点,之后改性沥青软化点变化比较平稳;当胶粉掺量为16%时,改性沥青的软化点在13h内先升高再降低,在4 h时达到最大软化点,在6 h后降为最低。因此,可认为当胶粉掺量为14%时改性沥青可达到最好的增强效果,此时生成的胶粉网络具有最好的填充效果,使得黏结剂具有最好的高温性能和存储稳定性。2.2 胶粉掺量对改性沥青针入
8、度的影响为研究胶粉掺量对改性沥青针入度的影响,分别对胶粉掺量为12%、14%、16%的3种改性沥青针入度进行测试,结果见表6及图2。表6 不同胶粉掺量对应的改性沥青针入度单位:0.1 mm胶粉掺量(%)121416热储存时间/h134.953.230.2239.655.125.3336.356.327.4437.258.229.5534.254.830.7636.152.133.1由表6和图2可知,当胶粉掺量为16%时,随着热储存时间的增加,改性沥青的针入度先减小后增大,在 2 h 时,针入度达到最小值,在 6 h 后达到最大值;当胶粉掺量为12%时,随着热储存时间的增加,改性胶粉掺量12%胶
9、粉掺量14%胶粉掺量16%热储存时间/h0123456686664626058565452软化点/图1 不同胶粉掺量下改性沥青软化点随热储存时间的变化规律585654525048464442403836343230282624热储存时间/h0123456胶粉掺量12%胶粉掺量14%胶粉掺量16%针入度/(0.1 mm)图2 不同胶粉掺量下改性沥青针入度随热储存时间的变化规律44交通世界TRANSPOWORLD沥青针入度先增大后减小,在2 h时,针入度达到最大值,随后开始减小,但未小于最开始的针入度值;当胶粉掺量为14%时,随着热储存时间的增长,改性沥青针入度先增大后减小,在4 h时针入度达到最
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